O teoretycznych korzyściach płynących z tego tytułu oraz trudnościach, z jakimi po drodze musieli uporać się naukowcy ze Szwecji, możemy przeczytać na łamach Journal of Chemical Theory and Computation. Jak wyjaśniają członkowie zespołu kierowanego przez Martina Rahma, komputery kwantowe mogłyby być wykorzystywane choćby w sytuacjach, w których elektrony i jądra atomowe poruszają się w bardziej skomplikowany sposób.
Czytaj też: Ten obiekt nie powinien się tak zachowywać. Gdzie jest granica efektów kwantowych?
Większość rzeczy na świecie jest z natury chemiczna. Na przykład nasze nośniki energii, zarówno w obrębie biologii, jak i w starych czy nowych samochodach, składają się z elektronów i jąder atomowych ułożonych na różne sposoby w cząsteczkach i materiałach. Część problemów, które rozwiązujemy w dziedzinie chemii kwantowej, polega na obliczeniu, które z tych układów są bardziej prawdopodobne lub korzystne, wraz z ich charakterystyką. dodaje Rahma
Do tej pory, w celu prowadzenia symulacji oraz tworzenia modeli trzeba było korzystać ze “zwykłych” komputerów. Te rzecz jasna wymiernie ułatwiały wszelkie prace, lecz mają też wiele ograniczeń. Zaangażowanie w badania komputerów kwantowych mogłoby stanowić zdecydowany krok w przód w tym zakresie, prowadząc do usunięcia ograniczeń, z jakimi musieli się jak na razie zmagać chemicy.
Komputer kwantowy wykorzystany przez naukowców z Uniwersytetu Technicznego Chalmersa współpracuje z konwencjonalnymi komputerami
Oczywiście daleko nam jeszcze do ogłaszania wielkich sukcesów, choć za pierwszy takowy można bez wątpienia uznać samo użycie komputera kwantowego w dziedzinie chemii. Rahm i jego współpracownicy opracowali nawet metodę, którą nazwali REM (Reference-State Error Mitigation). Działa ona poprzez korygowanie błędów występujących z powodu szumu i łączy obliczenia wykonywane zarówno przez komputery kwantowe, jak i konwencjonalne.
Podstawę funkcjonowania przytoczonej metody stanowi rozwiązanie tych samych problemów z perspektywy obu rodzajów komputerów. W ten sposób powstaje stan odniesienia, który reprezentuje prostszy opis cząsteczki niż oryginalny problem. Konwencjonalny komputer może szybko rozwiązać tę uproszczoną wersję, a następnie porównuje się wyniki z tymi dostarczonymi przez komputer kwantowy.
Czytaj też: Kwantowa rewolucja na horyzoncie. Rekonfigurowalna elektronika w skali nano już tu jest
Dzięki takiemu zestawieniu naukowcy są w stanie określić wielkość błędu spowodowanego szumem. Wykryte różnice są później używane do wprowadzania korekt względem pierwotnego rozwiązania bardziej złożonego problemu, gdy jest on obliczany z użyciem komputera kwantowego. Jak na razie szwedzcy naukowcy kalkulowali w ten sposób energię wewnętrzną małych cząstek, takich jak wodór i wodorek litu. A to przecież dopiero początek eksperymentów, dlatego możemy się spodziewać jeszcze wielu przełomowych momentów z nimi związanych.
